Страницы статьи: 1 2 3 4 5 6 7 |
На Рис. 18, д, е приведены примеры расположения усадочных ребер. Толщина ребер составляет обычно 0,2-0,3 толщины стенки g, но не меньше 3 мм; высота ребер h - около 1,5-2,5 толщины ребра; длина l равна 4- 5 g. Расстояние между ребрами составляет: в тонких отливках 2- 3,5 g, в толстых отливках (g> 80 мм) 1,5-2,5
Рис. 18. Примеры конструирования ребер в отливках: а, в - нетехнологичные конструкции (без ребер); б, г-правильные конструкции; д, е - расположение усадочных ребер и их размеры.
VI. При конструировании отливок, работающих в условиях повышенных температур (цилиндры, головки, поршни цилиндров, отливки для металлургической и химической промышленности и т. п.), кроме литейных напряжений следует принимать во внимание напряжения, вызванные неравномерным нагреванием различных частей отливки во время эксплуатации. Литейные напряжения и эксплуатационные термические напряжения в различных частях отливки могут либо суммироваться, либо вычитаться.
В качестве примера рассматриваются напряжения в гильзе и рубашке цилиндра двигателя внутреннего сгорания.
Литейные напряжения в гильзе цилиндра (болеетолстая часть и остывает медленнее) являются растягивающими, а в рубашке - сжимающими. Во время работы двигателя гильза цилиндра нагревается значительно больше чем рубашка; вследствие этого гильза стремится увеличить свой диаметр, чему препятствует водяная рубашка. В результате в гильзе получаются сжимающие напряжения, а в рубашке - растягивающие, т. е. напряжения со знаком, противоположным знаку литейных напряжений. В данном случае напряжения вычитаются. Картина была бы обратной, если бы через гильзу проходил газ или жидкость с температурой более низкой,, чем температура наружных стенок отливки. В этом случае к литейным напряжениям прибавляются термические напряжения. Такое явление наблюдается в трубопроводах, всасывающих холодный воздух в цилиндры двигателей внутреннего сгорания, в трубопроводах с двойными стенками, с согревающей рубашкой и т. п.
На Рис. 19, а показана конструкция цилиндра крупного газового двигателя (длина цилиндра 3 м). В этой конструкции, кроме больших литейных и рабочих напряжений в гильзе и в рубашке, следует принимать во внимание концентрацию напряжений в местах соединений гнезд клапанов с гильзой цилиндра. Эти же места представляют опасность и в отношении большого местного скопления металла.
При конструировании подобного рода крупных толстостенных цилиндров следует считаться еще с одним опасным явлением - с ростом чугуна. Под влиянием высокой температуры с увеличением объема чугуна происходит медленный распад цементита на железо и графит. В результате этого цилиндры могут потрескаться. Применяя металл соответствующей марки (см. восьмую часть книги), можно избежать роста чугуна.
На Рис. 19, б показана улучшенная конструкция цилиндра, который состоит из двух симметричных частей, соединенных между собой болтами и запрессованной в цилиндр гильзы. Водяная рубашка средней части цилиндра заменена кожухом, изготовленным из листового проката. По сравнению с Рис. 19, а конструкция на Рис. 19, б имеет следующие преимущества:
1) отливка упрощается, 2) литейные и рабочие напряжения уменьшаются.
3) имеется возможность замены изношенной гильзы новой.
а)
Рис. 19. Цилиндр крупного газового двигателя: а - первоначальная; б- улучшенная конструкция.
Большой интерес представляет анализ напряжений в головке двигателя внутреннего сгорания высокой степени сжатия и большой мощности (Рис. 20). Наибольшие термические напряжения возникают в нижней стенке головки.
Рис. 20. Деформация нижней стенки головки двигателя высокой степени сжатия: а - под давлением напряжений, возникающих во время работы двигателя; б- под действием литейных напряжений.
Эта стенка имеет вид плоской или сводчатой плиты с отверстиями для клапанов: всасывающего, выхлопного и топливного. Такая плита, нагреваемая с одной стороны, снизу, имеет тенденцию прогибаться в направлении центра цилиндра. Этой деформации способствует сильно разогретый кожух выхлопного клапана 1. Расширяясь, он стремится сместить плиту вниз.
Страницы статьи: 1 2 3 4 5 6 7 |
Опубликовано: 2014.09.02 Обновлено: 2014.10.10 | 
